JP2003119529A - 水素吸蔵合金 - Google Patents
水素吸蔵合金Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有効水素吸蔵量Ｖが1.0 質量％以上で、100
℃以下で水素を吸放出し、安価で軽量な水素吸蔵合金を
提供する。 【解決手段】 下記一般式(1) で表される組成を有する
水素吸蔵合金。 Ca1-yＭy(Ni1-xSix)3 ・・・（1) 上記式中、ＭはＹおよびランタノイドで総称される希土
類金属から成る群から選んだ少なくとも１種の元素であ
り、ｘ、ｙは下記の通りである。 0.05≦ｘ≦0.25 ０≦ｙ≦0.5
℃以下で水素を吸放出し、安価で軽量な水素吸蔵合金を
提供する。 【解決手段】 下記一般式(1) で表される組成を有する
水素吸蔵合金。 Ca1-yＭy(Ni1-xSix)3 ・・・（1) 上記式中、ＭはＹおよびランタノイドで総称される希土
類金属から成る群から選んだ少なくとも１種の元素であ
り、ｘ、ｙは下記の通りである。 0.05≦ｘ≦0.25 ０≦ｙ≦0.5
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水素吸蔵合金、特
に水素燃料電池用の水素貯蔵手段としての水素貯蔵容器
や、熱−化学エネルギー変換手段としてのヒートポンプ
や蓄熱器に適した水素吸蔵合金に関する。 【０００２】 【従来の技術】水素を燃料として負極に供給し、正極に
供給した酸素と反応させて電気を取り出す水素燃料電池
は、化石燃料を使用する発電器とは異なり、運転中にＣ
Ｏ2 、ＮＯx 、ＳＯx 等を発生しないクリーンなエネル
ギー源であり、またエネルギー変換効率が高いことか
ら、小規模地域発電用および家庭発電用の発電システム
を構成する電池として、また電気自動車用の電池とし
て、現在その開発が強力に進められている。 【０００３】この水素燃料電池においては、水素貯蔵手
段として水素吸蔵合金を利用することができる。即ち、
燃料の水素ガスを水素吸蔵合金に一旦貯蔵しておき、そ
の後に、この合金から水素ガスを少しずつ放出させて負
極に供給するのである。この場合、水素吸蔵合金への水
素の補給は、外部から供給した水素を合金に吸蔵させて
もよく、或いは夜間の余剰電力など外部からの電気を燃
料電池に供給し、前述の反応の逆反応により燃料電池で
発生した水素を水素吸蔵合金に吸蔵させることも可能で
ある。 【０００４】また、水素吸蔵合金は、水素を吸蔵する時
の水素化反応が発熱反応であり、水素を放出する時の分
解反応が吸熱反応である。水素の吸蔵・放出反応が熱の
吸収・放出を伴う可逆反応であるという性質により、水
素吸蔵合金は熱−化学エネルギー変換機能を持つ。この
機能を利用して、水素吸蔵合金を蓄熱や化学ヒートポン
プに応用することも試みられている。 【０００５】以上に説明したような用途では、水素吸蔵
合金は、下記(a) 式に示す気固相反応によって水素を可
逆的に吸蔵・放出する。 (a) ２Ｍ＋ｘＨ2 ⇔２ＭＨX （Ｍ：水素吸蔵合金、右方
向への反応が発熱反応) 即ち、平衡状態より水素圧力を高め、および／または温
度を下げると、(a) 式の可逆反応が右方向に進み、合金
の水素化が起こり、合金に水素が吸蔵される。逆に、水
素圧力を低くし、および／または温度を上げると、水素
化物が分解して水素が解離する左方向に反応が進行し、
合金から水素が放出される。 【０００６】この可逆反応は、ニッケル−水素電池で負
極として使用される水素吸蔵電極における下記(b) 式に
示す電気化学的な可逆反応とは別の反応である。 (b) Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-⇔ＯＨ- ＋ＭＨ 従って、クリーンエネルギーの利用拡大のために、水素
吸蔵合金を前述したような用途に使用するには、既に実
用化されているニッケル−水素電池用の水素吸蔵合金と
は異なる、気固相での水素化・水素解離反応に適した水
素吸蔵合金の開発が必要となる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】このように、CO2 、NO
x 、SOx の排出がないクリーンなエネルギー変換装置と
して水素燃料電池の開発が進められ、水素供給源として
より安価な原材料を用いた水素吸蔵合金が求められてい
る。特に、移動式水素燃料電池への水素供給用の水素吸
蔵合金は温水での温度制御を前提としていることから、
100 ℃以下での水素放出が必要である。 【０００８】現在広く用いられているMmNi5 系水素吸蔵
合金はMm (希土類金属の混合物であるミッシュメタル)
という高価な成分が必須である。そこでより安価な水素
吸蔵合金を得ることを目的としてCa系合金が着目され
た。Mat. Res. Bull.,vol.l5,pp.275-283,1980に示され
ている CaNi3は有効水素吸蔵量Ｖが約2.1 質量％である
が、水素化物が安定すぎて100 ℃以下での水素放出は起
こらない。 【０００９】特開平11−264041号公報において CaNiz(2
＜ｚ＜4.5)のCa−Ni合金のCaをMgに置換することで水素
放出温度を引き下げ、20℃で水素を吸蔵放出する技術が
開示されている。しかし、Mgは蒸気圧が高いため合金製
造中に揮発しやすく、また非常に酸化されやすい等、工
業的に取り扱いにくい物質である。 【００１０】ところで、前述の(a) 式の反応を利用する
水素貯蔵用の水素吸蔵合金における一般的な反応条件
は、低温／高圧で吸蔵し、高温／低圧で放出するもので
あった。水素吸蔵合金の実用化が近づいた最近になっ
て、常温、即ち、20℃前後という従来より高い温度と、
高圧ガス取締法の対象外である約１MPa という従来より
低い水素ガス圧力で水素化反応を起こさせて、水素を吸
蔵させることが試みられるようになった。この場合、水
素を放出させる時の脱水素反応の条件は、加熱源が一般
に温水であることから、温度は100 ℃以下であり、水素
圧力は大気圧、即ち、約0.1MPaとすることが有利であ
る。このような条件下で多量の水素を吸放出する水素吸
蔵合金は、水素燃料電池等の水素貯蔵用や、（廃）温水
を利用した蓄熱、ヒートポンプ等の用途にとって極めて
有用である。 【００１１】このように、常温〜100 ℃の温度および大
気圧〜1.0MPaの範囲での有効水素吸蔵量Ｖが大きく、且
つ、安価で取り扱いやすい原料から得られる水素吸蔵合
金は、未だに開発されていない。 【００１２】本発明の課題は、工業的に取り扱いにくい
Mgを用いることなく、上記範囲での有効水素吸蔵量Ｖが
１質量％以上と大きく、安価な水素吸蔵合金を提供する
ことである。 【００１３】本発明の更なる具体的な課題は、工業的に
取り扱いにくいMgを用いることなく、安価なCaNi3 の水
素放出温度を引き下げることである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】ここに、本発明者らは、
上述の課題を達成すべく、CaNi3 に対して種々の元素置
換を検討した結果、CaNi3 のNiを一部Siに置換した場
合、水素放出温度が低下する知見を得、本発明を完成し
た。 【００１５】すなわち、本発明者らは、軽量性と低価格
性を考慮して、CaNi3 に着目し、種々のCaNi3 合金の水
素吸蔵量と水素放出開始温度を測定した結果、CaNi3 の
NiサイトをSiに置換した場合、水素放出温度を低下でき
ることを見出した。また、CaサイトをＹ (イットリウ
ム) 、ランタノイドで総称される希土類金属から成る群
から選ばれる少なくとも１以上の元素に置換してもよい
ことも見出した。 【００１６】本発明は、下記一般式(1) で表される組成
を有する水素吸蔵合金である。 Ca1-yＭy(Ni1-xSix)3 ・・・（1) 上記式中、ＭはＹおよびランタノイドで総称される希土
類金属から成る群から選んだ少なくとも１種の元素であ
り、ｘ、ｙは下記の通りである。 【００１７】0.05≦ｘ≦0.25 ０≦ｙ≦0.5 上記(1) 式で示される組成を持つ本発明の水素吸蔵合金
では、CaサイトおよびＭサイトとNiサイトおよびSiサイ
トとの比[(Ca+M)/(Ni+Si)]は、製造条件等によって、若
干のずれが起こり得るがほぼ１対３(1/3) である。 【００１８】Siは安定な原材料でありMgに比べ取り扱い
も容易である。また軽量であるため置換による単位重量
当たりの水素吸蔵量の低下が少ない。 【００１９】 【発明の実施の形態】次に、本発明において上述のよう
に合金組成を規定した理由とともに本発明の実施の形態
を説明する。 【００２０】本発明において、Si置換率ｘが0.05未満で
はSi置換による水素放出温度低下の効果が十分に現れ
ず、100 ℃以下では水素の放出は起こらない。また、ｘ
が0.25より大きいと水素化されない第２相のCaNi2Si2が
形成され水素吸蔵量が著しく低減する。好ましくは、ｘ
＝0.1 〜0.2 である。 【００２１】本発明においては、CaをＹおよび／または
Ln( ランタノイド) により一部置換することも好ましい
が、その置換率ｙは0.5 以下である。置換率が0.5 より
大きいと合金自身の重量増加によって水素吸蔵量が低下
するうえ、合金の原価も上がってしまう。好ましくは、
ｙ＝０〜0.1 である。 【００２２】本発明にかかる合金の製法としては、特に
制限はないが、通常の溶解法、粉末を圧縮成型の後、融
点以下の温度で反応させる焼結法のどちらでも同等の合
金が得られる。 【００２３】すなわち、本発明の水素吸蔵合金の製造
は、原料粉末を圧縮成型し、不活性雰囲気中で焼結する
焼結法、原料を高周波加熱、アーク加熱等により溶解し
て凝固させる溶解法のいずれによっても可能である。 【００２４】合金化を行う処理温度としては、焼結法の
場合600 ℃〜1250℃、溶解法の場合には1200℃以上の温
度が好ましい。このとき使用する原料は、構成元素であ
るCa、Si、Ni等の純金属やCaNi2 等の合金を用いること
ができる。例えば、原料としてはCa、Ni、La、Ｙ、Si等
の純金属に加えてCaNi2 、LaNi2 、YNi2等の母合金を使
用することも可能である。その形状は焼結法の場合には
粉末が好ましいが、溶解法の場合は粉末以外にインゴッ
トも使用可能である。 【００２５】次に、本発明の作用効果を、実施例に基づ
いてさらに具体的に説明する。 【００２６】 【実施例】本例では、Ca、CaNi2 、Ni、Si、ならびに、
場合によりLaNi2 、YNi2を原料として、次に述べるよう
に、焼結法または溶解法により水素吸蔵合金の試料を作
製した。 【００２７】使用原料はいずれも純度99質量％以上の市
販品であった。焼結法と溶解法のいずれも、作業はすべ
てアルゴン雰囲気中で実施した。 【００２８】焼結法による水素吸蔵合金試料の作製 上述の原料を所定組成となるように秤量配合し、乳鉢で
粉砕して、粒径100 μｍ以下の混合粉末を得た。この混
合粉末を、20MPa の圧力の油圧プレスを用いて、直径８
mm×厚さ10mmのペレット状に成形し、圧粉体とした。 【００２９】得られた圧粉体を、電気抵抗炉を用いて90
0 ℃で２時間加熱して焼結させ、合金化した。得られた
焼結体を、粒径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉
砕した。 【００３０】この粉末を用いて、成形、焼結、粉砕の工
程をもう一度繰り返して、粉末状の水素吸蔵合金の試料
を得た。 【００３１】溶解法による水素吸蔵合金試料の作製 上述の原料を所定の組成となるように秤量配合し、高周
波溶解炉にて各試料を約数kgずつカルシア製つるぼ中で
1200℃で溶解し、平板状の水冷銅製鋳型に厚さ約１〜２
cmとなるように鋳込んで溶解試料を作製した。その後、
本合金試料を粒径100 μｍ以下の粉末になるまで粉砕し
た。 【００３２】こうして作製した水素吸蔵合金の組成と作
製法を表１に示す。次に、ジーベルト方式の水素吸蔵量
測定装置を用いて、表１に示す条件で水素吸蔵量を、ま
た示差熱走査型熱量計を用いて水素放出開始温度を測定
した。これらの結果も表１に併せて示す。 【００３３】 【表１】 【００３４】表１から、水素吸蔵量は、水素吸蔵合金が
本発明の範囲内の組成を持つ場合に１質量％以上と大き
くなり、本発明の水素吸蔵合金は実際に活用できる有効
水素吸蔵量Ｖが大きく、実用性が高いことがわかる。ま
た、合金の製法が焼結法と溶解法のいずれであっても、
有効水素吸蔵量Ｖが大きいという本発明の効果が得られ
た。 【００３５】実施例と比較例を対比するとわかるよう
に、Ca1-y Ｍy (Ni1-xSix )3のｘが0.05未満である場
合、水素放出温度が100 ℃以上と高くなっている (比較
例１) 。ｘが0.3 と置換率が0.25以上の場合、水素を吸
蔵しないCaNi2Si2相が生成し、水素吸蔵量は著しく低下
した (比較例２) 。 【００３６】一方、本発明の場合、試料作製条件の違い
によらず、CaNi3 のNiに対するSiの置換率が0.05〜0.25
の範囲で、水素吸蔵量1.O 質量％以上、かつ水素放出開
始温度が100 ℃以下である水素吸蔵合金が得られた。 【００３７】また、Ca1-y Ｍy (Ni1-xSix )3のｙが0.6
と本発明の範囲外である比較例３は水素吸蔵量が小さく
なった。すなわち、Caに対する置換率が0.5 以下の場
合、水素吸蔵量は置換しないものと同等であったが、置
換率が0.5 より大きい場合、水素吸蔵量の著しい低下が
見られた。 【００３８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明により、安
価でかつ取り扱いの容易な原料を用いることができ、水
素吸蔵量1.0 質量％以上であって100 ℃以下で水素を放
出することができる水素吸蔵合金が得られる。
に水素燃料電池用の水素貯蔵手段としての水素貯蔵容器
や、熱−化学エネルギー変換手段としてのヒートポンプ
や蓄熱器に適した水素吸蔵合金に関する。 【０００２】 【従来の技術】水素を燃料として負極に供給し、正極に
供給した酸素と反応させて電気を取り出す水素燃料電池
は、化石燃料を使用する発電器とは異なり、運転中にＣ
Ｏ2 、ＮＯx 、ＳＯx 等を発生しないクリーンなエネル
ギー源であり、またエネルギー変換効率が高いことか
ら、小規模地域発電用および家庭発電用の発電システム
を構成する電池として、また電気自動車用の電池とし
て、現在その開発が強力に進められている。 【０００３】この水素燃料電池においては、水素貯蔵手
段として水素吸蔵合金を利用することができる。即ち、
燃料の水素ガスを水素吸蔵合金に一旦貯蔵しておき、そ
の後に、この合金から水素ガスを少しずつ放出させて負
極に供給するのである。この場合、水素吸蔵合金への水
素の補給は、外部から供給した水素を合金に吸蔵させて
もよく、或いは夜間の余剰電力など外部からの電気を燃
料電池に供給し、前述の反応の逆反応により燃料電池で
発生した水素を水素吸蔵合金に吸蔵させることも可能で
ある。 【０００４】また、水素吸蔵合金は、水素を吸蔵する時
の水素化反応が発熱反応であり、水素を放出する時の分
解反応が吸熱反応である。水素の吸蔵・放出反応が熱の
吸収・放出を伴う可逆反応であるという性質により、水
素吸蔵合金は熱−化学エネルギー変換機能を持つ。この
機能を利用して、水素吸蔵合金を蓄熱や化学ヒートポン
プに応用することも試みられている。 【０００５】以上に説明したような用途では、水素吸蔵
合金は、下記(a) 式に示す気固相反応によって水素を可
逆的に吸蔵・放出する。 (a) ２Ｍ＋ｘＨ2 ⇔２ＭＨX （Ｍ：水素吸蔵合金、右方
向への反応が発熱反応) 即ち、平衡状態より水素圧力を高め、および／または温
度を下げると、(a) 式の可逆反応が右方向に進み、合金
の水素化が起こり、合金に水素が吸蔵される。逆に、水
素圧力を低くし、および／または温度を上げると、水素
化物が分解して水素が解離する左方向に反応が進行し、
合金から水素が放出される。 【０００６】この可逆反応は、ニッケル−水素電池で負
極として使用される水素吸蔵電極における下記(b) 式に
示す電気化学的な可逆反応とは別の反応である。 (b) Ｍ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ-⇔ＯＨ- ＋ＭＨ 従って、クリーンエネルギーの利用拡大のために、水素
吸蔵合金を前述したような用途に使用するには、既に実
用化されているニッケル−水素電池用の水素吸蔵合金と
は異なる、気固相での水素化・水素解離反応に適した水
素吸蔵合金の開発が必要となる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】このように、CO2 、NO
x 、SOx の排出がないクリーンなエネルギー変換装置と
して水素燃料電池の開発が進められ、水素供給源として
より安価な原材料を用いた水素吸蔵合金が求められてい
る。特に、移動式水素燃料電池への水素供給用の水素吸
蔵合金は温水での温度制御を前提としていることから、
100 ℃以下での水素放出が必要である。 【０００８】現在広く用いられているMmNi5 系水素吸蔵
合金はMm (希土類金属の混合物であるミッシュメタル)
という高価な成分が必須である。そこでより安価な水素
吸蔵合金を得ることを目的としてCa系合金が着目され
た。Mat. Res. Bull.,vol.l5,pp.275-283,1980に示され
ている CaNi3は有効水素吸蔵量Ｖが約2.1 質量％である
が、水素化物が安定すぎて100 ℃以下での水素放出は起
こらない。 【０００９】特開平11−264041号公報において CaNiz(2
＜ｚ＜4.5)のCa−Ni合金のCaをMgに置換することで水素
放出温度を引き下げ、20℃で水素を吸蔵放出する技術が
開示されている。しかし、Mgは蒸気圧が高いため合金製
造中に揮発しやすく、また非常に酸化されやすい等、工
業的に取り扱いにくい物質である。 【００１０】ところで、前述の(a) 式の反応を利用する
水素貯蔵用の水素吸蔵合金における一般的な反応条件
は、低温／高圧で吸蔵し、高温／低圧で放出するもので
あった。水素吸蔵合金の実用化が近づいた最近になっ
て、常温、即ち、20℃前後という従来より高い温度と、
高圧ガス取締法の対象外である約１MPa という従来より
低い水素ガス圧力で水素化反応を起こさせて、水素を吸
蔵させることが試みられるようになった。この場合、水
素を放出させる時の脱水素反応の条件は、加熱源が一般
に温水であることから、温度は100 ℃以下であり、水素
圧力は大気圧、即ち、約0.1MPaとすることが有利であ
る。このような条件下で多量の水素を吸放出する水素吸
蔵合金は、水素燃料電池等の水素貯蔵用や、（廃）温水
を利用した蓄熱、ヒートポンプ等の用途にとって極めて
有用である。 【００１１】このように、常温〜100 ℃の温度および大
気圧〜1.0MPaの範囲での有効水素吸蔵量Ｖが大きく、且
つ、安価で取り扱いやすい原料から得られる水素吸蔵合
金は、未だに開発されていない。 【００１２】本発明の課題は、工業的に取り扱いにくい
Mgを用いることなく、上記範囲での有効水素吸蔵量Ｖが
１質量％以上と大きく、安価な水素吸蔵合金を提供する
ことである。 【００１３】本発明の更なる具体的な課題は、工業的に
取り扱いにくいMgを用いることなく、安価なCaNi3 の水
素放出温度を引き下げることである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】ここに、本発明者らは、
上述の課題を達成すべく、CaNi3 に対して種々の元素置
換を検討した結果、CaNi3 のNiを一部Siに置換した場
合、水素放出温度が低下する知見を得、本発明を完成し
た。 【００１５】すなわち、本発明者らは、軽量性と低価格
性を考慮して、CaNi3 に着目し、種々のCaNi3 合金の水
素吸蔵量と水素放出開始温度を測定した結果、CaNi3 の
NiサイトをSiに置換した場合、水素放出温度を低下でき
ることを見出した。また、CaサイトをＹ (イットリウ
ム) 、ランタノイドで総称される希土類金属から成る群
から選ばれる少なくとも１以上の元素に置換してもよい
ことも見出した。 【００１６】本発明は、下記一般式(1) で表される組成
を有する水素吸蔵合金である。 Ca1-yＭy(Ni1-xSix)3 ・・・（1) 上記式中、ＭはＹおよびランタノイドで総称される希土
類金属から成る群から選んだ少なくとも１種の元素であ
り、ｘ、ｙは下記の通りである。 【００１７】0.05≦ｘ≦0.25 ０≦ｙ≦0.5 上記(1) 式で示される組成を持つ本発明の水素吸蔵合金
では、CaサイトおよびＭサイトとNiサイトおよびSiサイ
トとの比[(Ca+M)/(Ni+Si)]は、製造条件等によって、若
干のずれが起こり得るがほぼ１対３(1/3) である。 【００１８】Siは安定な原材料でありMgに比べ取り扱い
も容易である。また軽量であるため置換による単位重量
当たりの水素吸蔵量の低下が少ない。 【００１９】 【発明の実施の形態】次に、本発明において上述のよう
に合金組成を規定した理由とともに本発明の実施の形態
を説明する。 【００２０】本発明において、Si置換率ｘが0.05未満で
はSi置換による水素放出温度低下の効果が十分に現れ
ず、100 ℃以下では水素の放出は起こらない。また、ｘ
が0.25より大きいと水素化されない第２相のCaNi2Si2が
形成され水素吸蔵量が著しく低減する。好ましくは、ｘ
＝0.1 〜0.2 である。 【００２１】本発明においては、CaをＹおよび／または
Ln( ランタノイド) により一部置換することも好ましい
が、その置換率ｙは0.5 以下である。置換率が0.5 より
大きいと合金自身の重量増加によって水素吸蔵量が低下
するうえ、合金の原価も上がってしまう。好ましくは、
ｙ＝０〜0.1 である。 【００２２】本発明にかかる合金の製法としては、特に
制限はないが、通常の溶解法、粉末を圧縮成型の後、融
点以下の温度で反応させる焼結法のどちらでも同等の合
金が得られる。 【００２３】すなわち、本発明の水素吸蔵合金の製造
は、原料粉末を圧縮成型し、不活性雰囲気中で焼結する
焼結法、原料を高周波加熱、アーク加熱等により溶解し
て凝固させる溶解法のいずれによっても可能である。 【００２４】合金化を行う処理温度としては、焼結法の
場合600 ℃〜1250℃、溶解法の場合には1200℃以上の温
度が好ましい。このとき使用する原料は、構成元素であ
るCa、Si、Ni等の純金属やCaNi2 等の合金を用いること
ができる。例えば、原料としてはCa、Ni、La、Ｙ、Si等
の純金属に加えてCaNi2 、LaNi2 、YNi2等の母合金を使
用することも可能である。その形状は焼結法の場合には
粉末が好ましいが、溶解法の場合は粉末以外にインゴッ
トも使用可能である。 【００２５】次に、本発明の作用効果を、実施例に基づ
いてさらに具体的に説明する。 【００２６】 【実施例】本例では、Ca、CaNi2 、Ni、Si、ならびに、
場合によりLaNi2 、YNi2を原料として、次に述べるよう
に、焼結法または溶解法により水素吸蔵合金の試料を作
製した。 【００２７】使用原料はいずれも純度99質量％以上の市
販品であった。焼結法と溶解法のいずれも、作業はすべ
てアルゴン雰囲気中で実施した。 【００２８】焼結法による水素吸蔵合金試料の作製 上述の原料を所定組成となるように秤量配合し、乳鉢で
粉砕して、粒径100 μｍ以下の混合粉末を得た。この混
合粉末を、20MPa の圧力の油圧プレスを用いて、直径８
mm×厚さ10mmのペレット状に成形し、圧粉体とした。 【００２９】得られた圧粉体を、電気抵抗炉を用いて90
0 ℃で２時間加熱して焼結させ、合金化した。得られた
焼結体を、粒径100 μｍ以下の粉末になるまで乳鉢で粉
砕した。 【００３０】この粉末を用いて、成形、焼結、粉砕の工
程をもう一度繰り返して、粉末状の水素吸蔵合金の試料
を得た。 【００３１】溶解法による水素吸蔵合金試料の作製 上述の原料を所定の組成となるように秤量配合し、高周
波溶解炉にて各試料を約数kgずつカルシア製つるぼ中で
1200℃で溶解し、平板状の水冷銅製鋳型に厚さ約１〜２
cmとなるように鋳込んで溶解試料を作製した。その後、
本合金試料を粒径100 μｍ以下の粉末になるまで粉砕し
た。 【００３２】こうして作製した水素吸蔵合金の組成と作
製法を表１に示す。次に、ジーベルト方式の水素吸蔵量
測定装置を用いて、表１に示す条件で水素吸蔵量を、ま
た示差熱走査型熱量計を用いて水素放出開始温度を測定
した。これらの結果も表１に併せて示す。 【００３３】 【表１】 【００３４】表１から、水素吸蔵量は、水素吸蔵合金が
本発明の範囲内の組成を持つ場合に１質量％以上と大き
くなり、本発明の水素吸蔵合金は実際に活用できる有効
水素吸蔵量Ｖが大きく、実用性が高いことがわかる。ま
た、合金の製法が焼結法と溶解法のいずれであっても、
有効水素吸蔵量Ｖが大きいという本発明の効果が得られ
た。 【００３５】実施例と比較例を対比するとわかるよう
に、Ca1-y Ｍy (Ni1-xSix )3のｘが0.05未満である場
合、水素放出温度が100 ℃以上と高くなっている (比較
例１) 。ｘが0.3 と置換率が0.25以上の場合、水素を吸
蔵しないCaNi2Si2相が生成し、水素吸蔵量は著しく低下
した (比較例２) 。 【００３６】一方、本発明の場合、試料作製条件の違い
によらず、CaNi3 のNiに対するSiの置換率が0.05〜0.25
の範囲で、水素吸蔵量1.O 質量％以上、かつ水素放出開
始温度が100 ℃以下である水素吸蔵合金が得られた。 【００３７】また、Ca1-y Ｍy (Ni1-xSix )3のｙが0.6
と本発明の範囲外である比較例３は水素吸蔵量が小さく
なった。すなわち、Caに対する置換率が0.5 以下の場
合、水素吸蔵量は置換しないものと同等であったが、置
換率が0.5 より大きい場合、水素吸蔵量の著しい低下が
見られた。 【００３８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明により、安
価でかつ取り扱いの容易な原料を用いることができ、水
素吸蔵量1.0 質量％以上であって100 ℃以下で水素を放
出することができる水素吸蔵合金が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 下記一般式(1) で表される組成を有する
水素吸蔵合金。 Ca1-yＭy (Ni1-xSi x) 3 ・・・（1) 上記式中、ＭはＹおよびランタノイドで総称される希土
類金属から成る群から選んだ少なくとも１種の元素であ
り、ｘ、ｙは下記の通りである。 0.05≦ｘ≦0.25 ０≦ｙ≦0.5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313079A JP2003119529A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 水素吸蔵合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313079A JP2003119529A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 水素吸蔵合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003119529A true JP2003119529A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19131628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313079A Withdrawn JP2003119529A (ja) | 2001-10-10 | 2001-10-10 | 水素吸蔵合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003119529A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510996B2 (en) | 2003-06-13 | 2009-03-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Hydrogen storage material |
| US8072937B2 (en) | 2005-09-16 | 2011-12-06 | Panasonic Corporation | Wireless communication apparatus and handover method |
-
2001
- 2001-10-10 JP JP2001313079A patent/JP2003119529A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510996B2 (en) | 2003-06-13 | 2009-03-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Hydrogen storage material |
| US8072937B2 (en) | 2005-09-16 | 2011-12-06 | Panasonic Corporation | Wireless communication apparatus and handover method |
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Legal Events
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